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2019 Fiscal Year Annual Research Report

エスカルゴターゲットの高強度レーザー照射による史上最大級磁場の生成

Research Project

Project/Area Number 18J11119
Research InstitutionOsaka University

Principal Investigator

LAW KingFaiFarley  大阪大学, 理学研究科, 特別研究員(PD)

Project Period (FY) 2018-04-25 – 2020-03-31
Keywords強磁場 / レーザー生成プラズマ / 高エネルギー密度科学 / 実験室宇宙物理 / 磁気リコネクション / プロトンラジオグラフィ / 宇宙X線源 / レーザーイオン加速
Outline of Annual Research Achievements

史上最大級の磁場発生手法の実証を行うために、今年度の研究計画は前年度と異なるレーザー装置を活用し、本研究で使われた磁化プラズマ生成手法のレーザーパラメーター依存性の調査である。
レーザーの出力パルス幅が同じくピコ秒オーダであるレーザー施設では、世界中でも昨年度実験を行ったLFEXの総エネルギーが最大クラスであり、今年度ではドイツの重イオン研究所にあるPHELIX施設で強磁場発生実験を実施した。PHELIX施設では磁場発生に利用できるレーザーエネルギーが前年度の実験の6分の1ほどであり、レーザーエネルギーの依存性を調べるのに適当であると選定した。
前年度でLFEXとOMEGA-EP施設で開発を進めていた陽子偏向法はPHELIX施設で実施した今年度の実験でも磁場強度計測に利用された。陽子ビームの生成では前年度の研究成果による空間パターン改善が功を奏し、磁場の時間分解計測に成功した。約50 Jのレーザーに照射されたエスカルゴターゲットで生成された磁場強度は800 Tほどであり、生成された磁場の最大強度がレーザー総エネルギーの二乗に依存する可能性を示唆する結果となった。

Research Progress Status

令和元年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

令和元年度が最終年度であるため、記入しない。

  • Research Products

    (9 results)

All 2020 2019 Other

All Int'l Joint Research (3 results) Journal Article (4 results) (of which Int'l Joint Research: 4 results,  Peer Reviewed: 4 results,  Open Access: 1 results) Presentation (2 results) (of which Int'l Joint Research: 2 results,  Invited: 1 results)

  • [Int'l Joint Research] NRNU MEPhI(ロシア連邦)

    • Country Name
      RUSSIA FEDERATION
    • Counterpart Institution
      NRNU MEPhI
  • [Int'l Joint Research] University of Bordeaux(フランス)

    • Country Name
      FRANCE
    • Counterpart Institution
      University of Bordeaux
  • [Int'l Joint Research] ドレスデン工科大学(ドイツ)

    • Country Name
      GERMANY
    • Counterpart Institution
      ドレスデン工科大学
  • [Journal Article] Petapascal Pressure Driven by Fast Isochoric Heating with a Multipicosecond Intense Laser Pulse2020

    • Author(s)
      Matsuo Kazuki、Law King Fai Farley、Fujioka Shinsuke(31名省略)
    • Journal Title

      Physical Review Letters

      Volume: 124 Pages: 035001

    • DOI

      https://doi.org/10.1103/PhysRevLett.124.035001

    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Enhanced relativistic electron beams intensity with self-generated resistive magnetic field2020

    • Author(s)
      Li Huan、Sakata Shohei、Johzaki Tomoyuki、Tang Xiaobin、Matsuo Kazuki、Lee Seungho、Farley Law King Fai、Arikawa Yasunobu、Ochiai Yugo、Liu Chang、Nishibata Jo、Takizawa Ryunosuke、Morita Hiroki、Azechi Hiroshi、YasuhikoSentoku、Fujioka Shinsuke
    • Journal Title

      High Energy Density Physics

      Volume: 36 Pages: 100773~100773

    • DOI

      https://doi.org/10.1016/j.hedp.2020.100773

    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Electromagnetic field growth triggering super-ponderomotive electron acceleration during multi-picosecond laser-plasma interaction2019

    • Author(s)
      Kojima Sadaoki、Law King Fai Farley、Fujioka Shinsuke(25名省略)
    • Journal Title

      Communications Physics

      Volume: 2 Pages: -

    • DOI

      https://doi.org/10.1038/s42005-019-0197-6

    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Design of Zeeman spectroscopy experiment with magnetized silicon plasma generated in the laboratory2019

    • Author(s)
      Liu Chang、Matsuo Kazuki、Ferri Sandrine、Chung Hyun-Kyung、Lee Seungho、Sakata Shohei、Law King Fai Farley、Morita Hiroki、Pollock Bradley、Moody John、Fujioka Shinsuke
    • Journal Title

      High Energy Density Physics

      Volume: 33 Pages: 100710~100710

    • DOI

      https://doi.org/10.1016/j.hedp.2019.100710

    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
  • [Presentation] Power-Law Electron Population Observed in Laser-Driven Magnetic Reconnection Experiment Under Relativistic Magnetization2019

    • Author(s)
      King Fai Farley Law, Shinsuke Fujioka(19名省略)
    • Organizer
      11th International Conference on Inertial Fusion Science and Applications
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Semirelativistic magnetic reconnection experiment by intense laser for studying emission mechanism in coronae of accreting black holes2019

    • Author(s)
      King Fai Farley Law
    • Organizer
      The 6th Workshop on Magnetic Fields in Laboratory High Energy Density Plasmas
    • Int'l Joint Research / Invited

URL: 

Published: 2021-01-27  

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